第二章 蛋白质化学-2
生物化学考题-名解
第二章蛋白质化学1、蛋白质的变性2、氨基酸的PI3、肽4、模体（超二级结构）5、结构域6、蛋白质一级结构7、蛋白质的四级结构8、亚基9、盐析10、分子伴侣11.标准氨基酸1.在理化因素作用下，蛋白质的空间构象被破坏，其理化性质和生物学活性也丧失的过程。
2.调整溶液的pH，使氨基酸带上等量的正电荷和负电荷，此时溶液的pH值为pI。
3.氨基酸之间脱去一分子水以肽键相连而成的化合物。
4.蛋白质中，由两个或三个具有二级结构的肽段在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，称为模体，也叫超二级结构。
5.蛋白质的三级结构中存在着若干个二级结构肽段区域或模体的聚集区，它们通常依据特定的几何位置排列，形成具有特定功能的区域，这种区域称为结构域。
6.蛋白质多肽链从N端到C端的氨基酸的排列顺序及二硫键的位置。
7.由两条以上具有独立三级结构的肽链通过非共价键连接而成的结构。
8.蛋白质四级结构中具有独立三级结构的肽链9.大量的中性盐使蛋白质沉淀下来而使蛋白质不变性的过程。
10.是通过提供一个保护环境，加速蛋白质折叠成天然构象蛋白质的伴侣分子。
由于在细胞中合成蛋白质新生多肽链的速度很快，为此存在许多可以帮助蛋白质新生多肽链折叠的蛋白质，统称为分子伴侣。
11.用于合成蛋白质的20种氨基酸为标准氨基酸，与其他氨基酸的区别是它们都有遗传密码。
第三章核酸化学1、稀有碱基2、增色效应3、减色效应4、变性温度5、核酸分子杂交1.核酸分子中，除了常规碱基之外，还存在含量很少的其他碱基，称为稀有碱基。
2.DNA变性导致其紫外吸收值增加，称为增色效应。
3.变性DNA复性恢复成天然构象时，其紫外吸收降低，称为减色效应。
4.50%DNA变性解链时的温度称为解链温度，又称变性温度、熔解温度或熔点。
5.不同来源的核酸链因存在互补序列而形成互补双链结构的过程称为核酸分子杂交。
第四章酶12.Km值Km是反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度1、酶2、酶的活性中心3、酶的必需基团4、多酶体系5、酶的特异性6、酶原激活7、同工酶8、米氏常数9、酶的最适温度10、酶的激活剂1.活细胞产生的具有催化作用的蛋白质及核酸。
第二章蛋白质化学2
第二章核酸的结构和功能一、选择题1、热变性的DNA分子在适当条件下可以复性，条件之一是（B）。
A、骤然冷却B、缓慢冷却C、浓缩D、加入浓的无机盐2、在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于（D）。
A、DNA的Tm值B、序列的重复程度C、核酸链的长短D、碱基序列的互补3、核酸中核苷酸之间的连接方式是（C）。
A、2’，5’—磷酸二酯键B、氢键C、3’，5’—磷酸二酯键D、糖苷键4、tRNA的分子结构特征是（A）。
A、有反密码环和3’—端有—CCA序列B、有反密码环和5’—端有—CCA序列C、有密码环D、5’—端有—CCA序列5、下列关于DNA分子中的碱基组成的定量关系（D）是不正确的。
A、C+A=G+TB、C=GC、A=TD、C+G=A+T6、下面关于Watson-Crick DNA双螺旋结构模型的叙述中（A）是正确的。
A、两条单链的走向是反平行的B、碱基A和G配对C、碱基之间共价结合D、磷酸戊糖主链位于双螺旋内侧7、具5’－CpGpGpTpAp-3’顺序的单链DNA能与下列（C）RNA杂交。
A、5’-GpCpCpAp-3’B、5’-GpCpCpApUp-3’C、5’-UpApCpCpGp-3’D、5’-TpApCpCpGp-3’8、RNA和DNA彻底水解后的产物（C）。
A、核糖相同，部分碱基不同B、碱基相同，核糖不同C、碱基不同，核糖不同D、碱基不同，核糖相同9、下列关于mRNA描述，（A）是错误的。
A、原核细胞的mRNA在翻译开始前需加“PolyA”尾巴。
B、真核细胞mRNA在3’端有特殊的“尾巴”结构C、真核细胞mRNA在5’端有特殊的“帽子”结构D、原核细胞mRNA在5’端有特殊的“帽子”结构10、tRNA的三级结构是（B ）。
A、三叶草叶形结构B、倒L形结构C、双螺旋结构D、发夹结构11、维系DNA双螺旋稳定的最主要的力是（C）。
A、氢键B、离子键C、碱基堆积力D范德华力12、下列关于DNA的双螺旋二级结构稳定的因素中（A）是不正确的。
生物化学 第2章 蛋白质化学
第二章蛋白质化学一、填空题：1、不同蛋白质的含量颇为相近，平均含量为____%。
2、蛋白质中存在种氨基酸，除了氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的基及一个自由的基。
3、能形成二硫键的氨基酸是，分子量最小的氨基酸是。
4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带电荷，在碱性溶液中带负电荷。
当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为，该溶液的pH值称为蛋白质的________。
5、蛋白质的一级结构是指在蛋白质多肽链中的。
6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的与另一个氨基酸α碳原子上的_______脱去一分子水形成的键叫，它是蛋白质分子中的基本结构键。
7、一个四肽Lys-Val-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向极方向移动。
8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在、和残基的缘故。
9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的级结构，稳定其结构的作用力是。
10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含的缘故。
11、蛋白质颗粒表面的和是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。
12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种键，使天然蛋白质原有的与性质改变。
13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是和。
14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于手螺旋。
15、已知下列肽段：(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu—(2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala—(3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala—(4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-Val—其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是；在280nm有最大光吸收的是；可能形成二硫键桥的是；α—螺旋中断的是。
二、选择题(只有一个最佳答案)：1、在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之谓( )A、三级结构B、缔合现象C、四级结构D、变构现象2、形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个α-碳原子处于( )A、不断绕动状态B、可以相对自由旋转C、同一平面D、随不同外界环境而变化的状态3、甘氨酸的解离常数是pK1=2.34, pK2=9.60，它的等电点（pI）是( )A、7.26B、5.97C、7.14D、10.774、肽链中的肽键是：( )A、顺式结构B、顺式和反式共存C、反式结构5、维持蛋白质二级结构稳定的主要因素是：( )A、静电作用力B、氢键C、疏水键D、范德华作用力6、蛋白质变性是由于（）A、一级结构改变B、空间构象破坏C、辅基脱落D、蛋白质水解7、必需氨基酸是对（）而言的。
动物生物化学 第二章 蛋白质
蛋白质分子为右手-螺旋。
（1）-螺旋
-螺旋
表 几种螺旋结构参数
结构类型 残基/圈 1个氢键环的原子数 每个残基高度（nm） Φ Ψ
310螺旋 3.0
位 置
及顺序分析，
的 然后同其它方法分析的肽段进行比较，
确 确定二硫键的位置。
定
2.4 蛋白质的高级结构
2.4.1 肽单位平面结构和二面角
O
O
O
H
H
H
H2N
C
C
N H
C
C
N H
C
C
R
R
R
N端
肽单位
肽单位
O
H
H
NH C C N C COOH
H
R
R
C端
肽单位： 主肽链中的重复单位
肽键平面—由于肽键的双键性质，使得形成肽键的N、C原子以及它们相 连的四个原子形成一个平面，这个平面就叫肽键平面。
蛋白质构件分子是氨基酸。 氨基酸是蛋白质的基本单位。 自然界存在的氨基酸有300多 种，但合成蛋白质的氨基酸只 有20种，都属于α-氨基酸，其 中除甘氨酸外，其余都是L-α氨基酸。
蛋白质分子中的20种 氨基酸在DNA分子中有它 们特异的遗传密码相对应，
因而也称编码氨基酸 （Coding amino acid）。 新近发现的硒代半胱氨酸 （SeCys）也是一种编码 氨基酸。
由 两 个 氨 基 酸 组 成 的 肽 称 为 二 肽 ， 由 多 个 氨 基酸组成的肽则称为多肽。因为多肽呈链状， 所以又称为多肽链。组成多肽的氨基酸单元称 为氨基酸残基。
生物化学 第二章 蛋白质化学 上
一 氨基酸的一般结构特征
氨基酸的基本结构特征：
•酸性：
•碱性：
•手性（旋光性）：
•特异性
蛋白质是由20种L-型 的α-氨基酸构成。
非极性氨基酸（6个）
极性不带电荷（6个）
芳香族（3个）
带电荷（5个）
二 氨基酸的分类和结构 1．按照氨基酸侧链的极性分类 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种 极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种 带正电荷：Arg, Lys, His（碱性氨基酸） 带负电荷：Asp, Glu（酸性氨基酸）
胶联剂、可制作金属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。
第二节 蛋白质的组成单位-氨基酸
发现：
法国化学家H Braconnot 纤维素酸热解---葡萄糖（单体） 明胶酸热解----含氮化合物（甘氨酸） 肌肉酸水解---含氮化合物（含氨基和羧基）---氨基酸 蛋白质的基本组成单位是（***）氨基酸（amino acid，AA）
3 根据组成分类 简单蛋白质 分子中只有氨基酸 结合蛋白质 简单蛋白+非蛋白成分，
也称复合蛋白质（conjugated protein）或全蛋白质（holoprotein） 结合蛋白根据结合的非蛋白成分进一步分为：
① 色蛋白（chromoprotein）色素+Pr
血红素蛋白；细胞色素类（蛋白）；叶绿素蛋白；血蓝蛋白；黄 素蛋白
Tyr、Phe
Trp
N
红色 胍基 Arg
酚试剂反应 (Folin-Cioculteu 反应)
Ellman反应
碱性 CuSO4 及磷 钨酸-钼酸
二硫硝基苯甲酸 DTNB
生物化学第二章蛋白质知识点归纳
一、概述
结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成。按辅基种类分为： 1 核蛋白（nucleoprotein ） 核酸 2 脂蛋白（lipoprotein ） 脂质 3 糖蛋白（glycoprotein） 糖 4 磷蛋白（phosphoprotein） 磷酸基 5 血红素蛋白（hemoprotein ） 血红素 6 黄素蛋白（flavoprotein ） FAD 7 金属蛋白（metallaprotein ） 金属
据R基团 极性分类
例外：
COO+α
H3N C H
R
Gly —— 没有手性
构型与旋光方向没有直接对应关系，L-α-氨基酸有的为左旋，有的为右旋， 即使同一种L-α-氨基酸，在不同溶剂也会有不同的旋光度或不同的旋光方向。
二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号
据R基团化学 结构分类
脂肪族ＡA（烃链、含羟基或巯基、羧基、碱性基团） 杂环ＡＡ(His、Pro) 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
6 结构蛋白（structural protein）
7 防御蛋白（defense protein） 8 异常蛋白 (exotic protein)
二
氨基酸
1.蛋白质的水解 2.氨基酸的结构与分类 3.氨基酸的理化性质
一、蛋白质水解
完全水解得到各种氨基酸的混合物； 部分水解通常得到肽片段及氨基酸的混合物。 氨基酸是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成，这20种
一、概述
按生物功能分：
1 酶（enzyme）
2 调节蛋白（regulatory protein）
3 转运蛋白（transport protein） 4 储存蛋白（nutrient and storage
第二章生物化学--蛋白质上幻灯片PPT课件
H
CH3-S-CH2CH2-CHCOO+NH3 甲硫（蛋）氨酸 methionine Met M 5.74
2、极性不带电荷的氨基酸
HS-CH2-CHCOO+NH3
半胱氨酸 cysteine Cys，C 5.07
HO-
-CH2-CHCOO+NH3
酪氨酸
tyrosine Tyr，Y
5.66
结构
名称
缩写
Glu ，E 3.22
+NH3
Glutamic acid
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
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半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
二、蛋白质的分类
1. 按组成分为：简单蛋白质 结合蛋白质 2. 按分子形状和溶解度分为：
纤维状蛋白质 球状蛋白质
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3.按功能分：酶、转运蛋白、贮存蛋白、运动蛋 白、结构蛋白、防御蛋白、调节蛋白等。
三、蛋白质的元素组成
碳 50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫 0-3% 微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼
第二章生物化学 蛋 白质上幻灯片
第一节 蛋白质在生命活动中的作用 第二节 氨基酸 第三节 蛋白质的结构 第四节 蛋白质结构与功能的关系 第五节 蛋白质的溶解性质及分离鉴定
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第一节 蛋白质在生命活动中的作用
一、蛋白质的概念
蛋白质(protein):是由氨基酸(amino acids) 通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子 含氮化合物。
烹饪化学-第二章 蛋白质
2.非必需氨基酸 是指人体所需要，而自身又能合成的氨基酸。 常指丙氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝
氨酸、酪氨酸和胱氨酸等。这类氨基酸不一定必须由食物提供， 在人体内可由葡萄糖或必需氨基酸转化而得。
五、蛋白质的分类
1）按化学组成分类
1、简单蛋白质： 分子中只含有氨基酸组成的蛋白质。根据简单蛋白质
的溶解性又分成清蛋白、球蛋白、谷蛋白、组蛋白、精蛋 白、醇溶谷蛋白和硬蛋白等七类；
2、结合蛋白质： 由简单蛋白质和其他非蛋白物质结合而成的蛋白 质。
食物中的结合蛋白质一般根据非蛋白物质不同又分成核蛋 白、磷蛋白、脂蛋白、糖蛋白、色蛋白和金属蛋白等六种。
2）按蛋白质形状分类
1、球状蛋白：
球状或椭圆状，主要存在于动物性食品中，包括酪蛋白、 肌球蛋白、白蛋白、血清球蛋白，这类营养价值高易吸收。
（三）蛋白质的水解性
蛋白质变性后水解反应加快，水解生成的低肽和氨基酸增加 了食品的风味。同时肽和氨基酸与食物中其它成分反应，进一 步形成各种风味物质，这也是含蛋白质较多的原料，烹制后鲜 香且味浓郁的原因。所以蛋白质属于原料中的风味前体物质。
是由氨基酸组成的高分子化合物，分子中含有约22种 氨基酸，这些氨基酸以不同顺序排列，构成多种蛋白质。
四、蛋白质的组成 1）元素组成：
C H O N S、P等主要组成元素，特征元素：N 这些元素 按一定的结构组成 氨基酸，氨基酸是蛋白质的
组成单位。
由于糖类和脂肪不含氮，所以蛋白质是人体氮的唯一来源。
C H O N 6.25称为蛋白质系数 粗蛋白质％=N％×6.25
2、半完全蛋白质：
所含必需氨基酸的种类齐全、数量不足、比例不适当，如 小麦的麦胶蛋白。
3、不完全蛋白质：
基础生物化学-蛋白质化学
第二章蛋白质化学第一节蛋白质导言一、蛋白质是生物体重要的组成部分蛋白质(Protein)是生物体的基本组成成份。
蛋白质英文一词“pro tein”，是荷兰化学家Mulder首先使用的，来自于希腊语“pro tos”意为“第一”和“最重要的”。
在机体内蛋白质的含量很多，约占机体固体成分的45%，它的分布很广，几乎所有的器官组织都含蛋白质，并且它又与所有的生命活动密切联系。
蛋白质在生命活动中的作用：1. 酶的催化作用，已知酶有2000多种；2. 运输和储藏作用；3. 激素的调节作用；4. 运动功能，肌肉收缩；5. 结构成分和机械支持物；6. 免疫功能；7. 构成生物膜，体现膜功能；8. 毒素的强调节作用；9. 与动物生长生殖相关，蛋白质有功能大分子之称。
二、蛋白质的元素组成单纯蛋白质的元素组成为碳50～55%、氢6%～7%、氧19%～24%、氮13%～19%，除此之外还有硫0～4%。
有的蛋白质含有磷、碘。
少数含铁、铜、锌、锰、钴、钼等金属元素。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。
由于体内组织的主要含氮物是蛋白质，因此，只要测定生物样品中的氮含量，就可以按下式推算出蛋白质大致含量。
这是凯氏定氮法测蛋白质含量的理论依据：蛋白质含量＝蛋白质氮×6.25三、蛋白质基本单位氨基酸蛋白质可以在酸、碱或酶的作用水解成氨基酸。
在自然界中氨基酸有300余种，但构成天然蛋白质的氨基酸只有20种，均为L-α-氨基酸（甘氨酸，脯氨酸除外），其结构通式如下：第二节氨基酸的分类组成蛋白质的氨基酸按其α-碳原子上侧链R基团的结构和极性不同分为20种。
一、根据R的结构不同分类1. R基团是非极性的：Gly、Ala、Val、Leu、Met、Ile。
2．R基团是极性的不带电的：Ser、Thr、Cys、Pro、Asp、Gln。
3．R基团带正电的：Lys、Arg、His。
4．R基团带负电的：Asp、Glu。
5．芳香族的：Phe、Tyr、Trp。
大学生物化学课件 第2章 蛋白质化学
肽链上的氨基酸不是完整的氨基 酸，因而称为氨基酸残基（Amino acid residues）。 一条肽链有两端。 具有游离氨基的一端称为氨基末端 （Amino terminal,或叫N端）。 具有游离羧基的一端称为羧基末端 （Carboxyl terminal，或叫C端）。
3. 肽的书写方法 Calligraph of peptides 书写肽链时，习惯把N端写在左 边，把C端写在右边。 两个氨基酸之间用·或-分开，也 可以用圆圈将氨基酸符号圈开。
4.
二 . 蛋白质的分类 Classification of proteins
1. 根据蛋白质的分子形状分类 Classification according to the shape of protein molecules 球状蛋白质 Globulins 纤维状蛋白质 Fibrins
2. 根据蛋白质的功能分类 Classification according to the functions of proteins 活性蛋白质 Active proteins 酶，转运蛋白，调节蛋白，信号蛋 白，防御蛋白等。 非活性蛋白质 Passive proteins 结构蛋白等。 3. 根据组成分类 Classification according to the composition of proteins 简单蛋白质 Simple proteins 结合蛋白质 Conjugated proteins
2. 由氨基和羧基参与的几种重要化学反应 Several important reactions of amino acids 1）茚三酮反应 Ninhydrin reaction 茚三酮 + 氨基酸 蓝紫色化合物
*
茚三酮反应
南开大学：生化课件02蛋白质化学
D/L标记法 标记法
甘油醛 D/L 分型为参考标准
球棍式
透视式
投影式
二、氨基酸的分类和结构
基团结构分： 依R基团结构分： 基团结构分 非极性氨基酸（ 非极性氨基酸（Nonpolar Amino Acids）9种 ） 种 极性，不带电荷氨基（Polar,Uncharged 极性，不带电荷氨基（ Amino Acids）6/7种 ） 种 酸性氨基酸 (-)（Acidic Amino Acids）2种 （ ） 种 碱性氨基酸 (+)（Basic Amino Acids）3种 （ ） 种
含非极性R基团的氨基酸 含非极性 基团的氨基酸
（甲硫氨酸） 甲硫氨酸）
含极性不带电荷R基团的氨基酸 含极性不带电荷 基团的氨基酸
含带负电荷（酸性） 基团的氨基酸 含带负电荷（酸性）R基团的氨基酸
含带正电荷（碱性） 基团的氨基酸 含带正电荷（碱性）R基团的氨基酸
4-羟脯氨酸 羟脯氨酸 3-甲基组氨酸 甲基组氨酸 5-羟赖氨酸 羟赖氨酸
ε—N-N-N-三甲基赖氨酸 三
甲状腺素
三、蛋白质 中修饰性氨 基酸
γ-羧基谷氨酸 羧基谷氨酸 α-氨基己二酸 氨基己二酸 氨基己二 焦谷氨酸
ε-N-甲基赖氨酸 甲基赖氨酸
磷酸丝氨酸 磷酸苏氨酸 磷酸丝氨酸 磷酸苏氨酸 磷酸酪氨酸 磷酸酪氨酸
N-甲基精氨酸 甲基精氨酸
N-乙酰 赖氨酸
四、非蛋白质氨基酸
[质子供体] 质子供体]
pK值 ：指某种解离基团有一半被解离时的 值。 值 指某种解离基团有一半被解离时的pH值
pK1
pK2
甘氨酸酸 碱滴定曲线
2.34
9.60
Gly等电点的计算 等电点的计算
生物化学第二章 蛋白质
蛋白质
目 录
一、蛋白质的种类、含量与分类 二、氨基酸 三、肽 四、蛋白质的结构 五、蛋白质的性质 六、食物中的蛋白质 七、蛋白质的分离与纯化
一、蛋白质的化学组成与分类
主要组成元素：C、H、O、N、S 及 P、Fe、 Cu、Zn、Mo、I、Se 等微量元素。 百分数约为：碳占50~55%，氢占6~8%， 氧占20~30%，氮占15~18%及硫占0~4%。 大多数蛋白质所含氮素约为16%，因该元素容 易用凯氏(Kjeldahl)定氮法进行测定。 故蛋白质的含量可由氮的含量乘以 6.25(100/16)计算出来: 即：蛋白质含量＝6.25×样品含氮量
aa向正极移动 aa向负极移动 aa不移动
pI的测定：
酸碱滴定法； 基于aa所带基团 均可解离； 得到弱酸弱碱曲 线； 根据aa上可解离 基团的pK值计算 等电点： pK：解离常数。 以甘氨酸为例：
由此可知：
在生理pH内，aa 的羧基和氨基全部解离； 具有这种性质的物质称两性电解质； 带有相反基团的分子叫两性离子； 滴定中Gly的阳离子（R+）、阴离子（R-） 和两性离子（R°）的比例随pH而变； 当溶液中只有两性离子时， pH = pI
蛋白质氨基酸
蛋白质中存在的20种氨基酸，除脯氨酸外，在其 α -碳原子上都有一个自由的羧基及一个自由的氨基； 由于脯基酸的α -氨基被取代，它实际上是一种α -亚 氨基酸。此外，每种氨基酸都有一个特殊的R基团。
生物体内常见氨基酸的分类：
蛋白质氨基酸： 蛋白质中常见的20种氨基酸 稀有的蛋白质氨基酸：蛋白质组成中，除上述20 种常见氨基酸外，从少数蛋白质中还分离出一些 稀有氨基酸，它们都是相应常见氨基酸的衍生物。 如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸等。 非蛋白质氨基酸：生物体内呈游离或结合态的氨 基酸。
《生物化学(乙)》必做作业答案
浙江大学远程教育学院《生物化学（乙）》课程作业答案（必做）第二章蛋白质化学一、填空题1.答案：肽键氨基羧基共价键2. 答案：16% 氨基酸 20种甘氨酸脯氨酸 L-α—氨基酸3. 答案：α—螺旋β—折叠β—转角无规卷曲4. 答案：氢键离子键(盐键) 疏水作用范德华力5. 答案：亚基6. 答案：颗粒表面水化膜表面带有同种电荷，二、名词解释1. 蛋白质一级结构：答案：指肽链中通过肽键连接起来的氨基酸排列顺序，这种顺序是由基因上遗传信息所决定的。
维系蛋白质一级结构的主要化学键为肽键，一级结构是蛋白质分子的基本结构，它是决定蛋白质空间结构的基础。
2. 肽键平面：答案：肽键不能自由旋转而使涉及肽键的6个原子共处于同一平面，称为肽单元或肽键平面。
但由于α-碳原子与其他原子之间均形成单键，因此两相邻的肽键平面可以作相对旋转。
3. 亚基：答案：某些蛋白质作为一个表达特定功能的单位时，由两条以上的肽链组成，这些多肽链各自有特定的构象，这种肽链就称为蛋白质的亚基。
4. 变构效应：答案：蛋白质空间构象的改变伴随其功能的变化，称为变构效应。
具有变构效应的蛋白质称为变构蛋白，常有四级结构。
以血红蛋白为例，一分子氧与一个血红素辅基结合，引起亚基构象变化，进而引进相邻亚基构象变化，更易与氧气结合。
5.肽：答案：一个氨基酸分子的α-羧基与另一个氨基酸分子的α-氨基在适当的条件下经脱水缩合即生成肽键，多个氨基酸以肽键连接成的反应产物称为肽。
三、问答题1．什么是蛋白质的二级结构？它主要有哪几种？各有何特征？答案：蛋白质二级结构是指多肽链主链原子的局部空间排布，不包括侧链的构象。
它主要有α－螺旋、β－折叠、β－转角和无规卷曲四种。
在α－螺旋结构中，多肽链主链围绕中心轴以右手螺旋方式旋转上升，每隔3.6个氨基酸残基上升一圈。
氨基酸残基的侧链伸向螺旋外侧。
每个氨基酸残基的亚氨基上的氢与第四个氨基酸残基羰基上的氧形成氢键，以维持α－螺旋稳定。
生物化学 第2章 蛋白质(2)
目标蛋白质的分离纯化程序主要包括:
1 3 材料的选择； 蛋白质初步提纯；
2 组织匀浆的方法除去杂蛋白,直至完全纯化；
5 目标蛋白的鉴定。 用于研究目的蛋白质通常应保持它的生物活性。因此，在目标蛋白 质的整个分离纯化过程中要在较低温度下(0－4℃)操作，注意使用蛋 白酶(使蛋白质降解的酶)的抑制剂，避免使用剧烈条件，以免蛋白质 特定的折叠结构受到破坏。
600g,3 min.上清 沉淀：细胞核 6000g,8 min.上清 沉淀：线粒体，叶绿体， 溶酶体，过氧化酶体 沉淀：细胞质膜，高尔基 体和内质网膜的碎片 沉淀：核糖体亚基
40000g.30 min.上清 100000g.90 min.上清
细胞液
平衡密度梯度离心： 用不同的离心速度、依据被分离物的密度而进 行分离的效果；通常是将没有纯化的物质铺在密度 溶液（如蔗糖溶液，氯化铯溶液为介质，离心管内 的溶液密度从底部到顶部是浓至稀的梯度）的顶层， 通过离心（160000g，3h）细胞内各成分不停地下 沉分别达到与溶液的密度相等时的位置。其介质的 密度范围宽于被分离组分的密度。
二 蛋白质一级结构测定 蛋白质测序的一般步骤：
首先目标蛋白质分离纯化得到高度纯净的蛋白质 样品。 （1） 测定蛋白质分子中多肽链的数目，末端分析， 分析多肽链的N末端和C末端。 （2） 拆分蛋白质分子中的多肽链。断裂链内二硫键。 （3） 测定多肽链的氨基酸组成，酸水解或碱水解。 （4） 多肽链部分裂解成肽段，专一性酶解。 （5） 测定各个肽段的氨基酸顺序。 （6） 确定肽段在多肽链中的顺序。 （7） 确定多肽链中二硫键的位置。
（五）电泳后的蛋白质检测：
考马斯亮蓝染色是常用的一项电泳染色方法,是根据 考马斯亮蓝能与蛋白质多肽链定量结合的原理而建立起的。 对于一个混合蛋白质的电泳分离来说,它只能检测样品的 分离情况；如果被检蛋白质的位置可以确定,可以将该蛋 白质的色带切下之后进行脱色,测定脱色液光吸收值,能对 该蛋白质进行定量分析。
蛋白质化学2
今有一个七肽, 今有一个七肽,经分析它的氨基酸组成 :Lys,Gly,Arg,Phe,Ala,Tyr和Ser.此肽未经糜 是:Lys,Gly,Arg,Phe,Ala,Tyr和Ser.此肽未经糜 蛋白酶处理, FDNB反应不产生 反应不产生α DNP-氨基酸. 蛋白酶处理,与FDNB反应不产生α-DNP-氨基酸. 经糜蛋白酶作用后,此肽断裂成两个肽段, 经糜蛋白酶作用后,此肽断裂成两个肽段,其氨基 酸组成分别为Ala,Tyr,Ser Ala,Tyr,Ser和 酸组成分别为Ala,Tyr,Ser和Phe, Lys, Gly,Arg. 这两个肽段分别和FDNB反应,可分别产生DNP FDNB反应 DNP这两个肽段分别和FDNB反应,可分别产生DNPSer和DNP- Lys.此肽与胰蛋白酶反应 此肽与胰蛋白酶反应, Ser和DNP- Lys.此肽与胰蛋白酶反应,同样能产 生两个肽段,它们的氨基酸组成分别是Gly,Arg Gly,Arg和 生两个肽段,它们的氨基酸组成分别是Gly,Arg和 Lys.试问此七肽的一级结构 Ala,Tyr ,Ser,Phe, Lys.试问此七肽的一级结构 是怎样的? 是怎样的?
（3）肽链的部分水解 ）
拆分得到的多肽链一般是100-1000个氨基酸 个氨基酸 拆分得到的多肽链一般是 需要将其切成小肽段 分别测定它们的顺序， 切成小肽段， 需要将其切成小肽段，分别测定它们的顺序，最后 连在一起。 连在一起。 1、裂解的部位要专一。 、裂解的部位要专一。 2、裂解点要少，切的肽段的大小要合适。 、裂解点要少，切的肽段的大小要合适。 3、产率要高，要求试剂不能破坏裂解后的肽段。 、产率要高，要求试
（4）肽段的分离和氨基酸序列测定
分离: 分离 凝胶过滤层析 电泳 离子交换层析
肽段氨基酸序列测定: 肽段氨基酸序列测定:
生物化学简明教程第五版习题答案 -2.蛋白质化学
2 蛋白质化学1．用于测定蛋白质多肽链N 端、C 端的常用方法有哪些？基本原理是什么？ 解答：（1） N -末端测定法：常采用―二硝基氟苯法、Edman 降解法、丹磺酰氯法。
①―二硝基氟苯(DNFB 或FDNB)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与―二硝基氟苯（―DNFB ）反应（Sanger 反应），生成DNP ―多肽或DNP ―蛋白质。
由于DNFB 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNP ―多肽经酸水解后，只有N ―末端氨基酸为黄色DNP ―氨基酸衍生物，其余的都是游离氨基酸。
② 丹磺酰氯(DNS)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯（DNS ―Cl ）反应生成DNS ―多肽或DNS ―蛋白质。
由于DNS 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNS ―多肽经酸水解后，只有N ―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS ―氨基酸，其余的都是游离氨基酸。
③ 苯异硫氰酸脂（PITC 或Edman 降解）法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯（PITC ）反应（Edman 反应），生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。
在酸性有机溶剂中加热时，N ―末端的PTC ―氨基酸发生环化，生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来，除去N ―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。
④ 氨肽酶法：氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶，能从多肽链的N 端逐个地向里切。
根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量，按反应时间和残基释放量作动力学曲线，就能知道该蛋白质的N 端残基序列。
（2）C ―末端测定法：常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。
肼解法：蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解，反应中除C 端氨基酸以游离形式存 在外，其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。
② 还原法：肽链C 端氨基酸可用硼氢化锂还原成相应的α―氨基醇。
肽链完全水解后，代表原来C ―末端氨基酸的α―氨基醇，可用层析法加以鉴别。
③ 羧肽酶法：是一类肽链外切酶，专一的从肽链的C ―末端开始逐个降解，释放出游离的氨基酸。
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二）蛋白质的二级结构
蛋白质主链折叠产生的， 蛋白质主链折叠产生的 ， 由氢键维系的有 规则的构象。 规则的构象 。 不包括与肽链其他区段的相 互关系及侧链构象。 互关系及侧链构象。 常见的有： 螺旋、 常见的有：α-螺旋、β-折叠、β-转角、 折叠、 转角、 无规卷曲等 无规卷曲等
N-末端分析
一级结构测定 1）肼解法
C-末端测定
• 多肽与肼在无水条件下加热，C-端氨基酸即从肽链 上解离出来，其余的氨基酸则变成肼化物。肼化物 能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-端氨基 酸分离。
R O R n-1O Rn O H2N CH C N-端端端端 端
+
HN CH C HN CH C OH C-端端端端 端 O
氨肽酶是一种肽链外切酶，能从N 4）氨肽酶法 氨肽酶是一种肽链外切酶，能从N-末端 逐个向里切，测定不同时间释放AA的种类和数量推测N AA的种类和数量推测 逐个向里切，测定不同时间释放AA的种类和数量推测N 端序列，但酶对不同肽键敏感性不同，故难正确测定。 端序列，但酶对不同肽键敏感性不同，故难正确测定。
的螺旋。 的螺旋。
β-sheet
2、β-折叠
• β-折叠的结构特征
A.是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列为折叠片， A.是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列为折叠片， 是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列为折叠片 肽链的主链呈锯齿状折叠。 肽链的主链呈锯齿状折叠。 相邻肽链上的-CONH形成氢键 形成氢键， B．相邻肽链上的-CO-与-NH形成氢键，氢键几乎垂直于肽 维持片层间结构稳定。 链，维持片层间结构稳定。 C．肽链的R侧链基团在肽平面上、下交替出现。 肽链的R侧链基团在肽平面上、下交替出现。 D．折叠片分平行式、反平行式两类，反平行更稳定。 折叠片分平行式、反平行式两类，反平行更稳定。 E．平行折叠片一般为大结构，5个β股以上。 平行折叠片一般为大结构， 股以上。
片段重叠法确定肽段在多肽链中顺序示意 片段重叠法确定肽段在多肽链中顺序示意
•所得资料：？？ 所得资料：？？
氨基末端残基 H 羧基末端残基 S 第一套肽段 OUS PS EOVE RLA HOWT 第二套肽段 SEO WTOU VERL APS HO
•借助重叠肽确定肽段次序： 借助重叠肽确定肽段次序：
1、α-螺旋（α－helix） － ）
特征：1 每隔3 AA残 特征 1 、 每隔 3.6 个 AA 残 基螺旋上升一圈，螺距 54nm nm; 0.54nm; 2 、 螺旋体中所有氨基 酸残基R侧链都伸向外侧 侧链都伸向外侧， 酸残基 侧链都伸向外侧 ， 链中的全部>C=0 和>N-H几 链中的全部 几 乎都平行于螺旋轴; 乎都平行于螺旋轴 3、每个氨基酸残基的 、 >N-H与前面第四个氨基酸残 与前面第四个氨基酸残 基的>C=0形成氢键，肽链上 形成氢键， 基的 形成氢键 所有的肽键都参与氢键的形 成。 形成因素： ＡＡ组成和排 形成因素：与ＡＡ组成和排 列顺序直接相关。 列顺序直接相关。 多态性： 多数为右手（ 多态性 ： 多数为右手 （ 较稳 定 ） ， 亦有少数左手螺旋存 在 （ 不稳定 ） ； 存在尺寸不同
一级结构测定
2、蛋白质一级结构的测定
• 蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化学研究的 基础。自从1953 F.Sanger测定了胰岛素的一 1953年 基础。自从1953年F.Sanger测定了胰岛素的一 级结构以来， 级结构以来，现在已经有上千种不同蛋白质的 一级结构被测定。 一级结构被测定。
蛋白质一级结构测定的要求 样品必需纯（>97%以上 以上）； 1，样品必需纯（>97%以上）； 知道蛋白质的分子量； 2，知道蛋白质的分子量； 知道蛋白质由几个亚基组成； 3，知道蛋白质由几个亚基组成；
定义—— 1969年，国际纯化学与应用化学委员会 年
（IUPAC） 规定：蛋白质的一级结构指蛋白质多 ） 规定： 肽连中AA的排列顺序 包括二硫键的位置。 的排列顺序， 肽连中 的排列顺序，包括二硫键的位置。其中
最重要的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白 最重要的是多肽链的氨基酸顺序， 质生物功能的基础。 质生物功能的基础。
3、疏水作用
• 疏水作用是疏水基团避开 水相而相互聚集所产生的 能量效应和熵效应。 能量效应和熵效应。是稳 定蛋白质三、 定蛋白质三、四级结构的 主要作用力。 主要作用力。 • 高分子的蛋白质可形成分 子内疏水链、 子内疏水链、疏水腔或疏 水缝隙， 水缝隙，稳定蛋白质的高 级结构。 级结构。
4、离子键
蛋白质顺序测定 基本方法路线
纯蛋白质 二硫键拆开
末端氨基酸测定 专一性裂解 将肽段分离并测出顺序
将肽段顺序进行叠联以确定完整的顺序
一级结构测定
• 应用过甲酸氧化法或巯基还原法（保护）拆 应用过甲酸氧化法或巯基还原法（保护） 过甲酸氧化法 分多肽链间的二硫键， 分多肽链间的二硫键，可以加入盐酸胍方法 解离多肽链之间的非共价力。 解离多肽链之间的非共价力。
★二硫键拆开及肽链的分离
一级结构测定 1）二硝基氟苯法（DNFB、 FDNB法） 二硝基氟苯法（DNFB、 FDNB法 丹璜酰氯（ DNS） 2 ） 丹璜酰氯 （ DNS ） 法 缩写DNS 缩写DNS 丹璜酰氯－ 丹璜酰氯 － 二甲氨萘璜酰氯
原理与DNFB相同 但丹璜酰基具有强烈的荧光， 原理与DNFB相同，但丹璜酰基具有强烈的荧光，灵 DNFB相同， 敏度比DNFB法高。 DNFB法高 敏度比DNFB法高。 3 ） 苯异硫氰酸酯（ PITC）法 苯异硫氰酸酯 （ PITC ） 于测定AA AA序列 于测定AA序列 Edman试剂 此法也用 Edman 试剂—此法也用 试剂
第四节 蛋白质的分子结构
（一）
蛋白 质的 分子 结构 中的 化学 键
共价键
• 蛋白质分子中的共价键:肽键、二硫键。是 蛋白质分子中的共价键:肽键、二硫键。 生物大分子分子之间最强的作用力， 生物大分子分子之间最强的作用力， • 二硫键对三维结构的形成起重要的作用。
非共价键
稳定蛋白质三维结构的作用力主要为非共价 次级键） 键（次级键）。 包括氢键、范德华力、 包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键 离子键）； （离子键）；
2、 范德华力
• 范德华力为偶极子和偶极子之间的微弱引力， 范德华力为偶极子和偶极子之间的微弱引力， 往往由原子团相互接近诱导所致。 往往由原子团相互接近诱导所致。原子间的距 离相互靠近到大约0 nm(4 离相互靠近到大约0.4～0.6nm(4～6A°)时，这 种力就表现出较大的集合性质。 种力就表现出较大的集合性质。 • 这是一种普遍存在的作用力，是一个原子的原 这是一种普遍存在的作用力， 子核吸引另一个原子外围电子所产生的作用力。 子核吸引另一个原子外围电子所产生的作用力。 它是一种比较弱的、非特异性的作用力。 它是一种比较弱的、非特异性的作用力。
1、氢键
• 稳定蛋白质二级结构的主要作用力 • 氢键是由两个负电性原子对氢原子的静电引力 氢键是由两个负电性原子对氢原子的静电引力 所形成，氢键的键能比共价键弱， 所形成，氢键的键能比共价键弱，比范德华力 强。 • 氢键产生于主链上羰基氧和酰胺氢之间，也可 氢键产生于主链上羰基氧和酰胺氢之间， 以主链与侧链，侧链与侧链， 以主链与侧链，侧链与侧链，主或侧链与介质 之间的氢键。 之间的氢键。
一级结构测定
★多肽链的部分裂解
酶解法: 酶解法:
★肽段的AA序列测定 肽段的AA序列测定 AA Edman 降解法
酶水解法（外切酶） 酶水解法（外切酶） 质谱法 测定每个肽段的氨基酸顺序
一级结构测定
一级结构测定
★肽段在多肽链中次序的推断 肽段重叠法: 肽段重叠法:利用两套或多套肽段的氨基酸顺序彼此
β-turn β-弯曲 发夹结构
3、β-转角
• β-转角是多肽主链回转180℃所形成的部分，它 转角是多肽主链回转180℃所形成的部分， 是多肽主链回转180℃所形成的部分 改变肽链的走向。由四个AA残基组成; AA残基组成 改变肽链的走向。由四个AA残基组成; • β-转角的第一个氨基酸残基的 -C=O 和第四个 转角的第一个氨基酸残基的 形成氢键，维系β 转角的稳定。 残基的 –N-H 形成氢键，维系β-转角的稳定。 • β-转角中Gly与Pro出现频率高。 这类结构主要 转角中Gly与Pro出现频率高 出现频率高。 存在于球状蛋白分子中。 存在于球状蛋白分子中。
一级结构测定
★多肽链的部分裂解和肽段的分离
基本要求：断裂点少、专一性强、 基本要求：断裂点少、专一性强、反应产率高
• 多肽链断裂成多个肽段，可采用两种或多种不 多肽链断裂成多个肽段， 同的断裂方法将多肽样品断裂成两套或多套肽 段或肽碎片，并用色谱、HPLC等方法将 等方法将其分离 段或肽碎片，并用色谱、HPLC等方法将其分离 开来。 开来。
• 盐键－离子键、静电引力 盐键－离子键、 • 正负带电基团之间的吸引力 如NH4+、COO－
5．二硫键（共价） 二硫键（共价）
两个硫原子之间形成的共价键， 两个硫原子之间形成的共价键， 此键作用很强， 此键作用很强，可把不同肽链或同一 条肽链的不同部分连在一起。 条肽链的不同部分连在一起。对稳定 蛋白质构象起重要作用。 蛋白质构象起重要作用。
（二）蛋白质的一级结构
肽平面
肽键
蛋白质中氨基酸的连接方式
肽平面
例：牛胰岛素 数目. 数目. * 多肽链的氨基酸顺序
• 多肽链内或链间二硫键的 数目和位置。 数目和位置。 其中最重要的是多肽链 的氨基酸顺序， 的氨基酸顺序，它是蛋 白质生物功能的基础。 白质生物功能的基础。 书写从N 末端到C 末端。 AA的 书写从N-末端到C-末端。用AA的3字母 缩写符号或单字母符号连续排列
末端残基 H 末端肽段 HOWT
S APS